如何提高鋰離子電池的容量和充電速度

鋰離子電池容量和充電速率是兩個重要的電池局限，容量受限于電荷密度，即電池的兩極能容納多少鋰離子，充電速率則受限于鋰離子從電解液到達負極的速度。

采用硅和磷烯研發(fā)全新的復合物，用于制作鋰離子電池的陽極，該材料非常高效，相較于當前的鋰離子電池，新款陽極材料將電池的充電速度和電池容量分別提升了3倍和5倍，同時還降低了電池的整體重量。若僅將硅用作電池的陽極材料，會導致其循環(huán)穩(wěn)定性較弱。現(xiàn)有鋰離子電池的負極由碳基的石墨烯片層層堆積而成，一個鋰原子要適配6個碳原子。為了新增儲電量，科學家曾嘗試利用硅代替碳，以使硅可以適配更多鋰，達到4個鋰原子對應1個硅原子。然而，硅會在充電過程中顯著擴展和縮小，從而引起充電容量的快速破裂和遺失，石墨烯片的形狀也會制約電池的充電率。為了穩(wěn)定硅以保持最大的充電容量，他們在石墨烯片之間加入硅簇，利用石墨烯片的彈性配合電池使用中硅原子數(shù)量的變化，使得大量鋰原子存儲于電極中。硅簇的添加可使能量密度更高，同時也能降低因硅擴展和縮小引發(fā)的充電容量損失，可謂兩全其美。

如何提高鋰離子電池容量

1、使用粘結性、導電性更好的活性物質：這樣可以減少粘結劑、導電劑在敷料中的含量，從而提高單位質量敷料所能發(fā)揮的容量;另外粘結劑、導電劑的用量減少也可以提高材料活性物質的壓實等加工性能。

2、鋰離子電池組自放電率不同，電壓不一致等，先檢測出那一塊是不同電壓的電池，再更換與正常的鋰離子電池組容量、電壓、自放電、電池內(nèi)阻等一致的電池一起用。或者使用鋰離子電池組電壓壓差平衡修復儀。

3、選擇搭配性能更優(yōu)的材料體系：匹配性不好的材料組合在一起，不僅會降低鋰離子電池的循環(huán)性能，也可能影響到倍率性能甚至正負極的克發(fā)揮;同理，當材料匹配性更好時，克發(fā)揮、循環(huán)、膨脹率等性能或許都可以得到改善。

如何提高鋰離子電池充電速度

鋰離子電池的充電方法有很多種，常用的充電方法有恒定電流充電法、恒定電壓充電法、恒流恒壓充電法、變流充電法、脈沖充電法、間歇充電法等。

1.鋰離子電池性能的發(fā)揮受電池溫度的影響，溫度太低會影響電池內(nèi)部物質的活性，太高會破壞內(nèi)部物質的結構，一般允許的范圍是-20℃到+65℃之間，在進行設計時一般選擇0℃到+60℃之間即可。

2.變電流間歇充電法的主充階段在限定充電電壓條件下，采用了電流逐漸減小的間歇方式加大了充電電流，即加快了充電過程，縮短了充電時間。但是這種充電模式電路比較復雜、造價高，一般只有在大功率快充時才考慮采用。

3.智能充電是目前較先進的充電方法，通過檢查電池電壓和電流的增量來判斷電池充電狀態(tài)，動態(tài)跟蹤電池可接受的充電電流，使充電電流自始自終在電池可接受的最大充電曲線附近。